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Catalytic pyrolysis of biomass for oxygen removal from bio-oil
The pyrolysis of biomass is a thermal process that converts, at high yield, solid biomass into a liquid product known as bio-oil by using a silica inert material to transfer heat and volatilize the biomass particles. One alternative for the production of a bio-oil of better quality and with lower oxygen content is the use of catalysts in the pyrolysis reactor, rather than an inert, a process called catalytic pyrolysis. The objective of this study was to investigate the effects on product yields and the qualities of products of two different catalysts, one acidic, a commercial fluid catalytic cracking (FCC) catalyst, and a basic one containing hydrotalcite.
Inert material, a type of silica, was used as reference. The tests were conducted in a pilot plant with a circulating fluidized bed reactor, specially adapted to perform the catalytic pyrolysis tests, at temperatures of 450°C and 550°C. Due to the relatively high residence times used in the reactor, the process could be classified as an intermediate pyrolysis in terms of this parameter. The results showed that the increase in the residence time of the pyrolysis vapors had a significant impact on products yields, when compared with the profile found in the literature for fast pyrolysis, since the increase in the secondary reactions produced higher yields of coke and water, and lower yields of bio-oil. The FCC catalyst presented higher deoxygenation rates by dehydration, while the hydrotalcite showed greater capacity for decarboxylation. Thus, the use of either the FCC catalyst or hydrotalcite are not suitable for intermediate pyrolysis reactors, since both materials enhance secondary reactions, generating a product with high water content and low content of organic compounds in bio-oil and produce more coke. Analyzing the composition of bio-oils from the standpoint of biofuel production, none of the materials tested produced bio-oils with considerable hydrocarbons yields and presented high amounts of phenolic compounds. In general, silica had the best results in terms of yield and quality of bio-oil. Being an inert material, silica was more suitable for intermediate pyrolysis process conditions, where the contribution of secondary reactions in the gas phase is high due to the residence time in the reactor.
| Copyright: | © European Compost Network ECN e.V. | |
| Quelle: | Orbit 2012 (Juni 2012) | |
| Seiten: | 11 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 11,00 | |
| Autor: | M.Sc. Fábio L. Mendes  M.Sc. Andrea R. Pinho Dr. Marco Antônio G. de Figueiredo | |
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